Гранулоциты (зернистые лейкоциты).

К гранулоцитам относятся нейтрофильные, эозинофильные и базофильные лейкоциты. Они образуются в красном костном мозге, содержат специфическую зернистость в цитоплазме и сегментированные ядра.

Нейтрофилы.

Нейтрофильные гранулоциты (нейтрофильные лейкоциты, или нейтрофилы) – самая многочисленная группа лейкоцитов, составляющая у человека 2,0-5,5×10⁹/л крови (48-78 % от общего числа лейкоцитов). Их диаметр в мазке крови 10-12 мкм, а в капле свежей крови 7-9 мкм. В зрелом сегментоядерном нейтрофиле ядро содержит 3-5 сегментов, соединенных тонкими перемычками (рис. 4.9, 4.10, 4.11.).

Рис. 4.11. Палочкоядерные (а) и сегментоядерные (б) нейтрофилы (х1200).

1 – ядро клетки.

 

В ядре гетерохроматин занимает широкую зону по периферии ядра, а эухроматин расположен в центре. Для женщин характерно наличие в ряде нейтрофилов полового хроматина (Х-хромосома) в виде барабанной палочки – тельца Барра. В популяции нейтрофилов крови могут находиться клетки различной степени зрелости – юные (метамиелоциты), палочкоядерные и сегментоядерные (рис. 4.11. Б).

Первые два вида – молодые клетки. Юные клетки в норме не превышают 0,5% или отсутствуют, они характеризуются бобовидным ядром. Палочкоядерные составляют 1-6%, имеют несегментированное ядро в форме буквы S, изогнутой палочки или подковы. Увеличение в крови количества юных и палочкоядерных форм нейтрофилов свидетельствует о наличии кровопотери или воспалительного процесса в организме, сопровождаемых усилением гемопоэза в костном мозге и выходом молодых форм. Цитоплазма нейтрофилов при окраске по Романовскому-Гимзе окрашивается слабооксифильно, в ней видна очень мелкая зернистость розово-фиолетового цвета (окрашивается кислыми и основными красками), поэтому называется нейтрофильной или гетерофильной. В поверхностном слое цитоплазмы зернистость и органеллы отсутствуют. Здесь расположены гранулы гликогена, актиновые филаменты и микротрубочки, обеспечивающие образование псевдоподий для движения клетки. Сокращение актиновых филаментов обеспечивает передвижение клетки по соединительной ткани.

Рис. 4.13. Нейтрофилы периферической крови человека (А, Б ( х1200 ), С ( х800 );

(Д) (х2400).

Ядро сегментировано, отдельные сегменты соединены между собой тонкими нитями. Б – нейтрофилособей женского рода с дополнительным образованием (D) – половым хроматином или тельцем Barra. В цитоплазме определяются мелкие пылевиные гранулы розового цвета. Это первичные гранулы представляющие собой мизосомы. В них содержатся кислые лизосомальные гидролазы, а также миелопероксидза. Вторичные гранулы представляют собой специфическую зернистость. Они гораздо меньше первичных. Эти гранулы содержат биологические активные вещества, участвующие в развитии воспалительных реакций. Третичные гранулы содержат желатиназу (гидролизует коллаген). С – гистологическая реакция на щелочную фосфатазу. Красные гранулы в цитоплазме указывают на присутствие этого фермента. Вышедший из тока крови ткань нейтрофил превращается в микрофаг (Д), способній перемещаться с помощью псевдоподий (Р).

 

Во внутренней части цитоплазмы расположены органеллы (аппарат Гольджи, гранулярный эндоплазматический ретикулум, единичные митохондрии), видна зернистость. Число зерен в каждом нейтрофиле варьирует и составляет 50-200.

В нейтрофилах можно различить два типа гранул: специфические и азурофильные, окруженные одинарной мембраной (рис.4.14.).

 

Рис. 4.14. Электронная микрофотография нейтрофила, х10 000.

 

Ядро нейтрофила состоит из 5 сегментов. В них хроматин конденсирован – что является признаком низкой синтетический активности белка. В цитоплазме множество гранул. Первичные гранулы (Р) – сферической формы электронно-плотные аналогичны лизосомам. Преобладают вторичные гранулы (S), – более мелкие, разнообразной формы и электронной плотности.

 

Специфические гранулы, более светлые, мелкие и многочисленные, составляют
80-90 % всех гранул. Их размер около 0,2 мкм, они электронно-прозрачны, но могут содержать кристаллоид; содержат бактериостатические и бактерицидные вещества — лизоцим (муромидаза), а также белок лактоферрин, неферментные катионные белки, пероксидазу. Азурофильные гранулы более крупные (~ 0,4 мкм), окрашиваются в фиолетово-красный цвет; их количество составляет 10-20% всей популяции гранул. Они являются первичными лизосомами, имеют электронно-плотную сердцевину, содержат лизосомальные ферменты (кислая фосфатаза, бетта-глюкуронидаза и др.) и миелопероксидазу.

Основная функция нейтрофилов – фагоцитоз, цитотоксическое действие, выделение лизосомальных ферментов за пределы клетки. В процессе фагоцитоза бактерий сначала (в течение 0,5-1 мин) с образующейся фагосомой (захваченная бактерия) сливаются специфические гранулы, ферменты которой убивают бактерию, при этом образуется комплекс, состоящий из фагосомы и специфической гранулы. Позднее с этим комплексом сливается лизосома, гидролитические ферменты которой переваривают микроорганизмы. В очаге воспаления убитые бактерии и погибшие нейтрофилы образуют гной.

В популяции нейтрофилов здоровых людей в возрасте 18-45 лет фагоцитирующие клетки составляют 69-99%. Этот показатель называют фагоцитарной активностью. Фагоцитарный индекс – другой показатель, которым оценивается число частиц, поглощенных одной клеткой. Для нейтрофилов он равен 12-23. Продолжительность жизни нейтрофилов составляет 5-9 суток.

Эозинофилы

Количество эозинофилов в крови составляет 0,02-0,3×10⁹/л, или 0,5-5% от общего числа лейкоцитов (рис. 4.15.). Их диаметр в мазке крови 12-14 мкм, в капле свежей крови – 9-10 мкм.

Ядро эозинофилов имеет, как правило, 2 сегмента, соединенных перемычкой (рис. 4.15.). В цитоплазме расположены органеллы: аппарат Гольджи (около ядра), немногочисленные митохондрии, актиновые филаменты в кортексе цитоплазмы под плазмолеммой и гранулы. Среди гранул различают азурофильные (первичные) и эозинофильные (вторичные), являющиеся модифицированными лизосомами. Они электронно-плотные, содержат гидролитические ферменты. Специфические эозинофильные гранулы заполняют почти всю цитоплазму, имеют размер 0,6-1 мкм. Характерно наличие в центре гранулы кристаллоида, который содержит главный основной белок, богатый аргинином (что обусловливает оксифилию гранул), лизосомные гидролитические ферменты, пероксидазу и другие белки – эозинофильный катионный белок, гистаминазу.

Электронно-микроскопически в экваториальной плоскости эозинофильных гранул выявляются единичные или множественные кристаллоидные структуры, имеющие пластинчатое строение, погруженные в тонкозернистый матрикс гранулы. Кристаллоиды эозинофильных гранул содержат основной белок, который участвует в антипаразитарной функции эозинофилов.

Рис. 4.16. Эозинофилы крови. Электронная микроскопия (х25 000).

S – специфические гранулы эозинофилов (а, б) овальной формы, содержащие кристаллоподобные структуры различной формы, низкой электронной плотности

 

Эозинофилы являются подвижными клетками и способны к фагоцитозу, однако их фагоцитарная активность ниже, чем у нейтрофилов.

Эозинофилы обладают положительным хемотаксисом к гистамину, выделяемому тучными клетками (особенно при воспалении и аллергических реакциях), к лимфокинам, выделяемым стимулированными Т-лимфоцитами, и иммунным комплексам, состоящим из антигенов и антител.

Установлена роль эозинофилов в реакциях на чужеродный белок, в аллергических и анафилактических реакциях, где они участвуют в метаболизме гистамина, вырабатываемого тучными клетками. Гистамин повышает проницаемость сосудов, вызывает развитие отека тканей; в больших дозах может вызвать шок со смертельным исходом.

Эозинофилы способствуют снижению содержания гистамина в тканях различными путями. Они разрушают гистамин с помощью фермента гистаминазы, фагоцитируют гистаминсодержащие гранулы тучных клеток, адсорбируют гистамин на плазмолемме, связывая его с помощью рецепторов, и, наконец, вырабатывают фактор, тормозящий дегрануляцию и освобождение гистамина из тучных клеток. Специфической функцией эозинофилов является антипаразитарная.

При паразитарных заболеваниях (гельминтозы, шистосомоз и др.) наблюдается резкое увеличение числа эозинофилов. Эозинофилы убивают личинки паразитов, поступившие в кровь или органы (например, в слизистую оболочку кишки). Они привлекаются в очаги и прилипают к паразитам благодаря наличию на них обволакивающих компонентов комплемента. При этом происходят дегрануляция эозинофилов и выделение главного основного белка, оказывающего антипаразитарное действие.

Эозинофилы выполняют три основных функции:

1) Противоглистный иммунитет, или цитотоксический эффект;

2) Предупреждение проникновения антигена в сосудистое русло;

3) Уменьшение реакции ГНТ (гирперчувствительности немедленного типа).

Таким образом, эозинофилы являются первой линией защиты против паразитов. Они участвуют в убийстве этих агентов при выделении содержимого гранул после активации антителами и комплементом. Активация сочетается со слиянием гранул, их выделением, повышением скорости метаболизма и экспрессией рецепторов Fc и комплемента. Эозинофилы находятся в периферической крови менее 12 часов и потом переходят в ткани. Их мишенями являются такие органы, как кожа, легкие и гастроинтестинальный тракт. Изменение содержания эозинофилов может наблюдаться под действием медиаторов и гормонов: например, при стресс-реакции отмечается падение числа эозинофилов в крови, обусловленное увеличением содержания гормонов надпочечников.

 

Базофилы.

Базофильные гранулоциты (базофильные лейкоциты, или базофилы) (рис.4.19, 4.20, 4.21.). Количество базофилов в крови составляет 0-0,06×10⁹/л, или 0-1 % от общего числа лейкоцитов. Их диаметр в мазке крови равен 11-12 мкм, в капле свежей крови – около
9 мкм.

Ядра базофилов сегментированы, содержат 2-3 дольки; в цитоплазме выявляются все виды органелл – эндоплазматическая сеть, рибосомы, аппарат Гольджи, митохондрии, актиновые филаменты. Характерно наличие специфических крупных метахроматических гранул, часто закрывающих ядро, размеры которых варьируют от 0,5 до 1,2 мкм.

Базофилы опосредуют воспаление и секретируют эозинофильный хемотаксический фактор. Гранулы содержат протеогликаны, ГАГ (в том числе гепарин), вазоактивный гистамин, нейтральные протеазы и другие энзимы.

 

Рис. 4.18. Базофилы различного типа зрелости:

1. базофильный промиелоцит;

2. базофильный миелоцит;

3. базофильный метамиелоцит;

4.
зрелый базофил.

Рис. 4.19. Базофилы.

 

Ядро обычно двухлопастное, часто цитоплазма заполнена крупными базофильными гранулами. При окраске толуидиновым синим гранулы приобретают красный цвет (а). Это явление получило название метахромазия. На электронной микрофотографии (б) (х10 5000) отчетливо видны 2 сегмента ядра, специфические гранулы (S) окружены мембраной, имеют овальную форму, содержат электронно-плотное вещество (темного цвета). Около ядра располагаются мелкие гранулы. В цитоплазме обнаруживаются рибосомы, митохондрии.

 

Рис. 4.20. А – базофильный лейкоцит в мазке крови. Б – базофильный лейкоцит в трансмиссионном электронном микроскопе.

 

При электронно-микроскопическом исследовании видны окружающая гранулы мембрана и кристаллическая область. Гранулы неоднородны по электронной плотности, помимо специфических гранул, в базофилах содержатся и азурофильные гранулы (лизосомы). Базофилы так же, как и тучные клетки соединительной ткани, выделяя гепарин и гистамин, участвуют в регуляции процессов свертывания крови и проницаемости сосудов. Базофилы участвуют в иммунологических реакциях организма, в частности в реакциях аллергического характера.

Таким образом, базофилы выполняют следующие функции:

1) очищение среды от биологически активных веществ путем их поглощения;

2) синтез и выделение в среду БАВ-регуляторов физиологических процессов, в том числе в условиях «покоя» базофилы продуцируют гепарин, гистамин, серотонин, эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии, а при сенсибилизации базофила он продуцирует дополнительно такие факторы как медленно реагирующая субстанция анафилаксии, простагландины, фактор активации тромбоцитов, нейтрофильный хемотаксический фактор анафилаксии; при локальном выделении этих субстанций возникает аллергическое воспаление, а при выделении в общий кровоток возникает анафилактический шок, обусловленный резким снижением системного артериального давления;

3) регуляция микроциркуляции (локального кровотока) за счет выделения БАВ;

4) регуляция проницаемости капилляров за счет ее активации гистамином и серотонином и снижения проницаемости при выделении гепарина;

5) активация процесса пролиферации клеток тканей;

6) участие в механизмах иммунных реакций, в том числе в реакциях клеточного иммунитета совместно с макрофагами и нейтрофилами-фагоцитами.